(57)【要約】【課題】過給器をアシストするアシスト機構を効率的且つ安全に作動させる。【解決手段】エンジンシステム１０において、エンジン２００はＭＡＴ２０９を備える。またＥＣＵ１００は、ＭＡＴ２０９におけるモータ２０９ｃの作動範囲を制限するためのモータ作動許可範囲設定処理を実行する。係る処理において、ＥＣＵ１００は、例えば１０分と規定される部分時間領域毎にターボ回転センサ２１０の出力値たるタービン２０９ａの回転数Ｎｔの最高値を特定し、相互に連続する３個の部分時間領域からなる最大で３０分の時間領域について、これら最高値からモータ２０９ｃの作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘを特定する。また、部分時間領域を規定する１０分が経過する毎に、時間領域を構成する個々の部分時間領域のうち最古のものに関するデータを破棄し、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘを適宜更新する。【選択図】図３
2007198307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給器、該過給器のアシストを行うアシスト手段及び前記過給器の回転数を検出する検出手段を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記アシストが行われない非アシスト期間に前記検出手段が動作するか否かを判別する判別手段と、
前記検出手段が動作すると判別された場合に、前記非アシスト期間に検出された前記過吸器の回転数を表す検出可能回転数に基づいて前記アシスト手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記検出可能回転数の最大値を特定する特定手段を更に具備し、
前記制御手段は、前記最大値に基づいて前記アシスト手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記最大値以下の回転数領域で前記アシスト手段が作動するように前記アシスト手段を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記特定手段は、開始時刻から所定時間が経過した終了時刻までの時間領域で前記最大値を特定し、且つ前記終了時刻において前記時間領域に属する前記開始時刻以外の時刻を新たに前記開始時刻として設定することにより前記時間領域を更新する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記特定手段は、（i）前記時間領域を所定の基準に従って分割してなる複数の部分時間領域各々において暫定的な最大値を特定すると共に（ii）該複数の暫定的な最大値の中から前記最大値を特定し、且つ（iii）前記終了時刻において前記複数の部分時間領域の中でｎ番目（ｎ：自然数）に古い前記部分時間領域をｎ＋１番目に古い前記部分時間領域によって順次置換し、新たに最古の前記部分時間領域となった前記部分時間領域の開始時刻を前記開始時刻として設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記最大値を前記最大値が検出された時点からの経過時間に応じて減少補正する第１補正手段を更に具備し、
前記制御手段は、前記第１補正手段により補正された最大値に基づいて前記アシスト手段を制御する
ことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記最大値を（i）所定量増減させるか又は（ii）所定割合増減させることにより補正する第２補正手段を更に具備し、
前記制御手段は、前記第２補正手段により補正された最大値に基づいて前記アシスト手段を制御する
ことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記アシスト手段は、前記過給器の回転数と一対一に対応する回転数を制御量とするモータを含み、該モータの回転によって前記過給器のアシストを行う
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＭＡＴ（Motor Assist Turbo）等のアシスト機構付き過給器を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、電動機の脱調を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された電動機の運転制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、電動機の回転数が予め設定された脱調判定回転数より大きい場合に、電動機が脱調としている判定するため、迅速に脱調を解消することが可能であるとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２９４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、電動機を作動させた状態で初めて脱調の判定が行われるため、結局脱調が検出された時点で電動機は脱調状態のまま動作していることとなる。このように電動機が脱調状態で動作を継続した場合、制御回路の破損、内燃機関の他の制御への影響等弊害が生じかねない。即ち、従来の技術には、電動機等のアシスト機構を効率的且つ安全に作動せしめることが困難であるという技術的な問題点がある。
【０００５】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、アシスト機構を効率的且つ安全に作動させ得る内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、過給器、該過給器のアシストを行うアシスト手段及び前記過給器の回転数を検出する検出手段を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、前記アシストが行われない非アシスト期間に前記検出手段が動作するか否かを判別する判別手段と、前記検出手段が動作すると判別された場合に、前記非アシスト期間に検出された前記過吸器の回転数を表す検出可能回転数に基づいて前記アシスト手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明において「過給器のアシストを行う」とは、例えば過給器を構成するタービンを排気以外の要素、例えば電気的に或いは機械的によって回転させることによって過給を促進することを包括する概念である。
【０００８】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、その動作時には、アシストが行われない期間として規定される非アシスト期間において、過給器の回転数、例えばタービン又はタービンが固定されたシャフト等の回転数を検出するための、例えば磁気的或いは光学的な各種検出手段が動作するか否かが判別手段により判別される。
【０００９】
制御手段は、このような非アシスト期間において検出手段が動作すると判別された場合、即ち少なくとも検出手段の検出性が確認された場合に、検出可能回転数に基づいてアシスト手段を制御する。ここで、「検出可能回転数」とは、その正否とは別に検出手段が検出し得た過給器の回転数を表す概念である。
【００１０】
従って、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、アシスト手段、例えばモータ等の電動機が、未だ検出手段が回転数を検出可能であるか否かが確定されていない回転領域で動作することが防止される。即ち、アシスト手段を効率的且つ安全に使用することが可能となるのである。尚、検出可能回転数に基づいて制御がなされる限りにおいて、アシスト手段は、必ずしも係る検出可能回転数以下に制限されずともよい。例えば、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、検出可能回転数とアシスト手段を安全に使用し得る回転数との対応関係が判明している或いは推定可能である場合には、そのような対応関係に基づいてアシスト手段の回転数が制御されてもよい。
【００１１】
本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記検出可能回転数の最大値を特定する特定手段を更に具備し、前記制御手段は、前記最大値に基づいて前記アシスト手段を制御する。
【００１２】
この態様によれば、特定手段によって特定される検出可能回転数の最大値に基づいてアシスト手段が制御されるため、アシスト手段によるアシスト作用を効率的に享受することが可能となる。
【００１３】
特定手段を備えた本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記最大値以下の回転数領域で前記アシスト手段が作動するように前記アシスト手段を制御する。
【００１４】
この態様によれば、最大値以下の回転数領域でアシスト手段が作動するようにアシスト手段が制御されるため、効率的且つ安全である。
【００１５】
特定手段を備えた本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記特定手段は、開始時刻から所定時間が経過した終了時刻までの時間領域で前記最大値を特定し、且つ前記終了時刻において前記時間領域に属する前記開始時刻以外の時刻を新たに前記開始時刻として設定することにより前記時間領域を更新する。
【００１６】
この態様によれば、開始時刻及び終了時刻によって規定される時間領域において最大値が特定される。即ち、現時点から所定時間過去の時点までの期間における最大値がアシスト手段の作動範囲を規定する最大値として利用される。従って、最大値の信頼性が好適に担保される。尚、終了時刻を規定する開始時刻からの時間間隔は、例えば予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、最大値の信頼性が問題視され得る程に低下しない時間間隔或いは内燃機関の動作条件が大きく変化しない程度の時間間隔に設定されていてもよい。
【００１７】
尚、終了時刻が訪れた時点で、係る終了時刻が新たな時間領域の開始時刻として設定される場合、最大値は比較的大きく変化し得るが、特定手段が把握すべき時刻は、開始時刻及び終了時刻のみでよく、また最大値を係る最大値が検出された時刻に対応付けて把握する必要もないため特定手段の処理負荷は軽減され得る。
【００１８】
一方、例えば新たに開始時刻として設定される時刻が、旧来の開始時刻に対し検出手段のサンプリング間隔一個分未来の時刻に設定される場合には、特定手段は、係る時間領域に属する全てのサンプル値（検出可能回転数の値）を記憶する必要があり処理負荷は重くなるが、時間領域の長さは常に一定に維持され、リセットされることがないため、最大値が大きく変化することがなく効果的である。
【００１９】
この態様では、前記特定手段は、（i）前記時間領域を所定の基準に従って分割してなる複数の部分時間領域各々において暫定的な最大値を特定すると共に（ii）該複数の暫定的な最大値の中から前記最大値を特定し、且つ（iii）前記終了時刻において前記複数の部分時間領域の中でｎ番目（ｎ：自然数）に古い前記部分時間領域をｎ＋１番目に古い前記部分時間領域によって順次置換し、新たに最古の前記部分時間領域となった前記部分時間領域の開始時刻を前記開始時刻として設定してもよい。
【００２０】
この態様によれば、時間領域は複数の部分時間領域に分割され、個々の部分時間領域において暫定的な最大値が特定される。検出可能回転数の最大値は、この暫定的な最大値の中の最大値として特定される。
【００２１】
一方、終了時刻において時間領域が更新される場合、時間的に最も古い部分時間領域に関するデータが破棄され、二番目に古い部分時間領域が新たに最も時間的に古い部分時間領域として設定される。従って、終了時刻においては、最も新しい部分時間領域が空白となり、最も新しい部分時間領域における暫定的な最大値のみが逐次更新されることになる。この場合、特定手段は、実質的には開始時刻及び終了時刻を把握しておらずともよく、部分時間領域に対応する時間が経過する毎に最古の部分時間領域に関するデータを破棄すればよいから、制御上の負荷は比較的軽減され得る。また、最大値に関して言えば、破棄されるデータは時間領域を構成する部分時間領域の一部に対応するデータに過ぎず、大部分は破棄されずに一定期間残存するから、時間領域が更新される毎に大きく最大値が変化することもない。即ち、この場合、効率的且つ効果的に検出可能回転数の最大値が特定される。
【００２２】
特定手段を備える本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記最大値を前記最大値が検出された時点からの経過時間に応じて減少補正する第１補正手段を更に具備し、前記制御手段は、前記第１補正手段により補正された最大値に基づいて前記アシスト手段を制御する。
【００２３】
この態様によれば、最大値が、係る最大値が検出された時点からの経過時間に応じて減少するため、係る経過時間に応じて減少する最大値の信頼性が好適に考慮され、アシストの安全性が効果的に担保される。
【００２４】
特定手段を備える本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記最大値を（i）所定量増減させるか又は（ii）所定割合増減させることにより補正する第２補正手段を更に具備し、前記制御手段は、前記第２補正手段により補正された最大値に基づいて前記アシスト手段を制御する。
【００２５】
実践的な見地からは、検出可能回転数の最大値より高い回転領域において直ちに安全性が低下する可能性は低い。反面、アシストの安全性をより考慮するならば、検出可能回転数の最大値よりも低い回転数を最大値とした方がよい場合もある。
【００２６】
この態様によれば、最大値が第２補正手段によって、例えば所定量或いは所定割合で増減補正されるため効率的である。尚、第２補正手段による補正の態様は、固定されておらずともよく、例えば、内燃機関の運転条件等に応じて或いは過給器又はアシスト手段の過去の故障履歴等に基づいて適宜個別具体的に設定されてもよい。また、検出手段のサンプリング周期が比較的長い場合には、最大値を増量補正し、サンプリング周期が短い場合には最大値を減量補正してもよい。
【００２７】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記アシスト手段は、前記過給器の回転数と一対一に対応する回転数を制御量とするモータを含み、該モータの回転によって前記過給器のアシストを行う。
【００２８】
この態様によれば、アシスト手段が電動機たるモータを含み、且つ、モータの制御量として過給器の回転数と一対一に対応するモータ回転数が採用されるため、本発明に係る制御が比較的リニアに実行され好適である。但し、本発明に係る上述した各種態様に係る効果は、無論制御量がモータ回転数以外、例えば、電力等であっても変わらず享受されるものである。
【００２９】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
＜発明の実施形態＞
以下、適宜図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００３１】
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るエンジンシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、エンジンシステム１０の模式図である。
【００３２】
図１において、エンジンシステム１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１００及びエンジン２００を備える。
【００３３】
ＥＣＵ１００は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジン２００の動作を制御すると共に、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例として機能するように構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納される制御プログラムに従って、後述するモータ作動許可範囲設定処理を実行することが可能に構成されている。
【００３４】
エンジン２００は、不図示の車両の動力源たるガソリンエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。以下、エンジン２００の要部構成について、その動作の一部を交えて説明する。
【００３５】
図２において、エンジン２００は、シリンダブロック内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒ガソリンエンジンである。エンジン２００は、各シリンダ内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じる不図示のピストンの往復運動を、コネクティングロッド及びクランクシャフト（いずれも不図示）を介して回転運動に変換することが可能に構成されている。尚、本発明に係る「内燃機関」とは、燃料の燃焼を動力に変換する機関を包括する概念であり、ガソリンエンジンに限らず、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジン等であってもよい。
【００３６】
シリンダ２０１内の燃焼室には、吸気マニホールド２０２を介して供給される空気と、吸気マニホールド２０２に連通する不図示の吸気ポートにおいて不図示のインジェクタから噴射供給される燃料との混合気が、二個の吸気バルブ２０３を介して吸入される。この際、係る混合気は、吸気バルブ２０３の開弁時に燃焼室内へ供給される構成となっている。
【００３７】
燃焼室内部では、燃焼行程において点火プラグ２０５による点火動作により混合気が燃焼する。燃焼済みの混合気は、不図示の排気ポートに連通する二個の排気バルブ２０６の開弁時に、排気として係る排気ポートに排出される。係る排気は、排気ポートに連通する排気マニホールド２０８を介して、ＭＡＴ２０９に供給される。
【００３８】
ＭＡＴ２０９は、タービン２０９ａ及びコンプレッサ２０９ｂ（即ち、本発明に係る「過給器」の一例）並びにモータ２０９ｃ（即ち、本発明に係る「アシスト手段」の一例）を備える。
【００３９】
排気マニホールド２０８を介して供給される排気の一部は、タービン２０９ａに流入し、タービン２０９ａを回転させる。このタービン２０９ａの回転は、タービン２０９ａと同軸に構成されたコンプレッサ２０９ｂへ伝達され、コンプレッサ２０９ｂを作動させる動力となる。また、タービン２０９ａに流入しない排気は、排気管２１１及び触媒装置２１２等を順次介して車両外等へ排気される。
【００４０】
タービン２０９ａの回転速度（単位時間当たりの回転数）は、ターボ回転センサ２１０（即ち、本発明に係る「検出手段」の一例）によって一定のサンプリング間隔で検出される。ターボ回転センサ２１０は、タービン２０９ａの回転軸に取り付けられた永久磁石の磁極から回転位相差を検出し係る回転位相差を時間処理することによって回転軸の回転速度即ち、タービン２０９ａの回転速度を算出することが可能に構成された磁気センサである。尚、ターボ回転センサ２１０は、磁気センサに限定されず、例えば、ギャップセンサ等の光学センサであってもよい。尚、ターボ回転センサ２１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その検出結果たる回転速度値は、ＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００４１】
一方、モータ２０９ｃは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御によりその動作が制御される電動機である。モータ２０９ｃは、タービン２０９ａの回転軸に動力を供給することが可能に構成されており、その力行時にタービン２０９ａの回転をアシストすることが可能に構成されている。モータ２０９ｃによってアシストされた状態において、タービン２０９ａは、排気のみによる回転と比較して高速に回転することが可能であり、より高い過給圧を実現することが可能である。尚、ターボ回転センサ２１０によって検出されるタービン２０９ａの回転速度は、モータ２０９ｃの回転速度と一対一の関係を有している。
【００４２】
コンプレッサ２０９ｂは、吸気管２１３に接続されている。吸気管２１３には、外部から吸入された空気を浄化するためのエアクリーナ２１４が設置されており、エアクリーナ２１４によって浄化された空気が、タービン２０９ａの回転に伴って作動するコンプレッサ２０９ｂによってインタークーラ２１６に大気圧以上の過給圧で圧送される構成となっている。インタークーラ２１６では更にこの圧送された空気が冷却され、吸入効率が高められる。
【００４３】
吸気管２１３は、前述の吸気マニホールド２０２に連通しており、インタークーラ２１６を通過した吸入空気は、スロットルバルブ２１８を介して吸気マニホールド２０２へ供給される。吸気マニホールド２０２には、吸気マニホールド内の圧力を検出するためのインマニ圧センサ２２０が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。従って、インマニ圧センサ２２０によって検出されたインマニ圧は、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００４４】
尚、吸気管２１３には、吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ２１５及び過給器２０９の過給圧を検出する過給圧センサ２１７が設置されている。エアフローメータ２１５及び過給圧センサ２１７によって検出された吸気量及び過給圧は、夫々エアフローメータ２１５及び過給圧センサ２１７と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００４５】
スロットルバルブ２１８は、電子制御式のバルブであり、その開閉動作が不図示のスロットルバルブモータによって制御されるように構成されている。スロットルバルブモータは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その駆動力がＥＣＵ１００によって制御されている。ＥＣＵ１００は、アクセル開度や車速或いは内燃機関の機関回転数等に応じてスロットルバルブモータを駆動制御し、スロットルバルブ２１８の開閉状態を制御することが可能に構成されている。尚、スロットルバルブ２１８は、アクセルペダルと機械的に連結されていないため、ＥＣＵ１００は、運転者のアクセルペダル操作とは無関係にスロットルバルブ２１８の開閉状態を制御することが可能である。また、スロットルバルブ２１８の開度（スロットル開度）は、スロットル開度センサ２１９によって検出されており、スロットル開度センサ２１９と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。
【００４６】
吸気バルブ２０３は、吸気カムシャフト２２１に連結された吸気カム２０４によってその開閉動作が制御される。吸気カムシャフト２２１は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能且つ軸方向に平行移動可能に支持されている。
【００４７】
吸気カムシャフト２２１の一方端には、不図示の吸気側タイミングスプロケットを備えた回転位相差可変アクチュエータ２２２が設けられている。この吸気側タイミングスプロケットは、不図示のタイミングチェーンを介してクランクシャフト側のスプロケットに連結されており、クランクシャフトの回転がタイミングチェーンを介して伝達される構成となっている。従って、吸気側タイミングスプロケットは、クランクシャフトの回転に同期して回転するようになっている。回転位相差アクチュエータ２２２は、吸気カムシャフト２２１を、クランクシャフトに対し進角又は遅角させることによって回転位相差を制御することが可能に構成されたアクチュエータであり、例えば吸気カムシャフト２２１をクランクシャフトに対し進角させるように回転位相差が設定された場合には、吸気バルブ２０３の開閉タイミングは相対的に進角、即ち早くなる。回転位相差可変アクチュエータ２２２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御に従って係る回転位相差が制御される構成となっている。
【００４８】
吸気カムシャフト２２１の他方端には、リフト量可変アクチュエータ２２３が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることにより、ＥＣＵ１００に制御される構成となっている。リフト量可変アクチュエータ２２３は、吸気カムシャフト２２１をそのシャフト方向に移動させることが可能に構成されたアクチュエータである。ここで、吸気カム２０４は、係るシャフト方向にカムプロフィールが連続的に変化する三次元的な形状を有しており、リフト量可変アクチュエータ２２３によって吸気カムシャフト２２１がシャフト方向に移動された場合、連続的に変化するカムプロフィールによって吸気バルブ２０３のリフト量が連続的に変化するようになっている。吸気バルブ２０３のリフト量が連続的に変化するとは即ち、吸気バルブ２０３の作用角が連続的に変化することを意味する。例えば、吸気バルブ２０３の作用角が相対的に大きくなる方向に吸気カムシャフト２２１が移動された場合、吸気バルブ２０３の開弁タイミングが早くなり、同時に閉弁タイミングが遅くなって開弁期間が相対的に長くなる。従って、燃焼室内に導かれる吸気量は相対的に多くなる。
【００４９】
排気バルブ２０６は、排気カムシャフト２２４に連結された排気カム２０７によってその開閉動作が制御される。排気カムシャフト２２４は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能且つ軸方向に平行移動可能に支持されている。
【００５０】
排気カムシャフト２２４の一方端には、不図示の排気側タイミングスプロケットを備えた回転位相差可変アクチュエータ２２５が設けられている。この排気側タイミングスプロケットは、不図示のタイミングチェーンを介してクランクシャフト側のスプロケットに連結されており、クランクシャフトの回転がタイミングチェーンを介して伝達される構成となっている。従って、排気側タイミングスプロケットは、クランクシャフトの回転に同期して回転するようになっている。回転位相差アクチュエータ２２５は、排気カムシャフト２２４を、クランクシャフトに対し進角又は遅角させることによって回転位相差を制御することが可能に構成されたアクチュエータであり、例えば排気カムシャフト２２４をクランクシャフトに対し進角させるように回転位相差が設定された場合には、排気バルブ２０６の開閉タイミングは相対的に進角、即ち早くなる。回転位相差可変アクチュエータ２２５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御に従って係る回転位相差が制御される構成となっている。
【００５１】
排気カムシャフト２２４の他方端には、リフト量可変アクチュエータ２２６が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることにより、ＥＣＵ１００に制御される構成となっている。リフト量可変アクチュエータ２２６は、排気カムシャフト２２４をそのシャフト方向に移動させることが可能に構成されたアクチュエータである。ここで、排気カム２０７は、係るシャフト方向にカムプロフィールが連続的に変化する三次元的な形状を有しており、リフト量可変アクチュエータ２２６によって排気カムシャフト２２４がシャフト方向に移動された場合、連続的に変化するカムプロフィールによって排気バルブ２０６のリフト量が連続的に変化するようになっている。排気バルブ２０６のリフト量が連続的に変化するとは即ち、排気バルブ２０６の作用角が連続的に変化することを意味する。例えば、排気バルブ２０６の作用角が相対的に大きくなる方向に排気カムシャフト２２４が移動された場合、排気バルブ２０６の開弁タイミングが早くなり、同時に閉弁タイミングが遅くなって開弁期間が相対的に長くなる。
【００５２】
＜実施形態の動作＞
ＭＡＴ２０９を備えるエンジンシステム１０では、モータ２０９ｃを作動させることによって、タービン２０９ａを排気による回転速度以上の回転速度で回転せしめることが可能である。モータ２０９ｃは、モータ回転数によって制御されており、基本的には、加速要求時等の過渡期間において、タービン２０９ａの回転遅延を低減するために速やかに目標回転数に追従するように制御される構成となっている。一方、実際にタービン２０９ａの回転速度がターボ回転センサ２１０によって検出できるのか確定せぬまま運転者の要求に応じてモータ２０９ｃを作動させた場合には、モータ２０９ａは実質的に何の保証もないない状態で回転動作を行うこととなり安全性が阻害されかねない。そこで、本実施形態では、モータ２０９ｃの作動範囲が、ＥＣＵ１００によって実行されるモータ作動許可範囲設定処理により決定される作動許可範囲に制限されている。
【００５３】
ここで、図２を参照して、モータ作動許可範囲設定処理の詳細について説明する。ここに、図２は、モータ作動許可範囲設定処理のフローチャートである。
【００５４】
図２において、ＥＣＵ１００は始めに、モータ２０９ｃが作動していない期間（より具体的にはモータ２０９ｃが、過給をアシストすべく力行状態にない期間であり、本発明に係る「非アシスト期間」の一例）において、即ちタービン２０９ａが排気によって駆動されている状態において、ターボ回転センサ２１０の出力に基づいてタービン２０９ａの回転速度たるターボ回転数Ｎｔを取得する（ステップＡ１０）。即ち、係るターボ回転数Ｎｔは、本発明に係る「検出可能回転数」の一例である。
【００５５】
ターボ回転数Ｎｔを取得すると、ＥＣＵ１００は、取得されたターボ回転数Ｎｔが、過去１０分以内の最高回転数Ｎｔｍａｘ１よりも大きいか否かを判別する（ステップＡ１１）。尚、本実施形態に係るモータ作動許可範囲設定処理では、各々１０分単位で規定される相互に時系列的に連続してなる３個の部分時間領域毎に暫定的な最大値（即ち、最新のものからＮｔｍａｘ１、Ｎｔｍａｘ２及びＮｔｍａｘ３）が設定される。
【００５６】
ターボ回転数Ｎｔが最高回転数Ｎｔｍａｘ１以下である場合（ステップＡ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１３に移行する。一方、ターボ回転数Ｎｔが最高回転数Ｎｔｍａｘ１より大きい場合（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、最高回転数Ｎｔｍａｘ１をターボ回転数Ｎｔに更新する（ステップＡ１２）。
【００５７】
最高回転数Ｎｔ１が更新されるか或いは前述したようにターボ回転数Ｎｔが最高回転数Ｎｔｍａｘ１以下である場合、ＥＣＵ１００はカウンタＣＴをカウントアップする（ステップＡ１３）。カウンタＣＴをカウントアップすると、ＥＣＵ１００は、カウンタＣＴによって表される、時系列的に最も新しい部分時間領域における開始時刻からの経過時間が１０分を超えたか否かを判別する（ステップＡ１４）。即ち、最新の部分時間領域が終了したか否かを判別する。
【００５８】
未だ最新の部分時間領域が終了していない場合（ステップＡ１４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、現時点におけるモータ２０９ｃの作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘを各部分時間領域毎の最高回転数（即ち、Ｎｔｍａｘ１、Ｎｔｍａｘ２及びＮｔｍａｘ３）の中で最も高い値に決定する（ステップＡ１６）。即ち、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘは、最大過去３０分以内のターボ回転数Ｎｔの最大値である。作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘは、モータ２０９ｃの作動が許可される最高回転数であり、モータ２０９ｃは係る作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘ以下の範囲でのみ作動が許可される。
【００５９】
時系列的に最も新しい部分時間領域が終了した場合（ステップＡ１４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、各部分時間領域に関する設定を更新する（ステップＡ１５）。ステップＡ１５に係る処理では、時系列的に最も古い部分時間領域のデータであるＮｔｍａｘ３が破棄され、新たにＮｔｍａｘ２がＮｔｍａｘ３として設定され、Ｎｔｍａｘ１がＮｔｍａｘ２として設定され、カウンタＣＴがゼロにリセットされる。カウンタＣＴがリセットされることに伴い、新たな部分時間領域が設定され、時間経過と共にその最大値Ｎｔｍａｘ１が適宜更新される。ステップＡ１５に係る処理が終了すると、処理はステップＡ１６に移行し、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘが決定される。ステップＡ１６に係る処理が実行されると、処理はステップＡ１０に戻され、一連の処理が繰り返される。
【００６０】
ここで、図３を参照し、モータ作動許可範囲設定処理によって決定される作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの時間推移について説明する。ここに、図３は、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの模式図である。
【００６１】
図３において、縦軸はターボ回転センサ２１０によって検出されるターボ回転数Ｎｔを表し、横軸は時刻を表す。尚、横軸に表される時刻Ｔｎ（ｎ＝０，１，・・・，１１）相互間の時間間隔は上述したように部分時間領域を規定する１０分に相当する。また、以降の説明において、時刻Ｔｍ及びＴｎ（ｍ＜ｎ）によって規定される時間領域或いは部分時間領域（即ち、Ｔｎ−Ｔｍに相当する期間）を適宜「（部分）時間領域Ｔｍｎ」と称することとする。また、図示太破線は、ターボ回転数Ｎｔの実測値の軌跡を表す。
【００６２】
図３において、時刻Ｔ０においてモータ作動許可範囲設定処理が開始されたとする。即ち、時刻Ｔ０以前のデータが存在しないため、最初の１０分（最初の部分時間領域）が経過した時刻Ｔ１における作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘは、部分時間領域Ｔ０１における最高回転数Ｎｔａに決定される。
【００６３】
時刻Ｔ１を過ぎると、部分時間領域Ｔ０１は、時系列上一段階過去にシフトされ、部分時間領域Ｔ０１における最高回転数Ｎｔａ（即ち、図２における最高回転数Ｎｔｍａｘ１）は、図２におけるＮｔｍａｘ２に相当する値となり、部分時間領域Ｔ１２においては、時間経過と共に最高回転数Ｎｔｍａｘ１が更新される。部分時間領域Ｔ１２における最高回転数はＮｔｂ（Ｎｔｂ＞Ｎｔａ）であり、時刻Ｔ２における作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘは、Ｎｔｂとなる。
【００６４】
一方、時刻Ｔ３が訪れた時点で、過去３０分について１０分毎の最高回転数が出揃うこととなる。即ち、３個の部分時間領域の集合として規定される時間領域（ここでは時間領域Ｔ０３）が確定する。そして、時刻Ｔ３を超えると、時系列上最も過去の部分時間領域Ｔ０１に関するデータは破棄される。同時に、部分時間領域Ｔ１２の開始時刻たる時刻Ｔ１が、時間領域（３０分）の開始時刻に設定される。同様に、時刻Ｔ４を超えると、部分時間領域Ｔ１２に関するデータは破棄されるが、この際、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘは、部分時間領域Ｔ１２に属する最高回転数Ｎｔｂであるため、部分時間領域Ｔ１２に関するデータの破棄と共に、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘは、部分時間領域Ｔ３４に属するＮｔｃに変更される。
【００６５】
以後同様にして、時刻Ｔ６において作動許可最高回転数ＮｔｍａｘがＮｔｄに、時刻Ｔ７において、作動許可最高回転数ＮｔｍａｘがＮｔｅに変更される。また、部分時間領域Ｔ８９の後半部分から作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘはターボ回転数Ｎｔに同期して上昇し、部分時間領域Ｔ９１０中央付近において検出される部分時間領域Ｔ９１０における最高回転数Ｎｔｆで暫く安定する。
【００６６】
このような推移を辿る結果、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの軌跡は、図示作動許可範囲プロファイルＰｒ０となる。このように、本実施形態に係るモータ作動許可範囲設定処理によれば、実際にターボ回転センサ２１０によって検出されたターボ回転数Ｎｔに基づいてモータ２０９ｃの作動許可範囲が設定されるため安全性が担保される。また、最大で過去３０分間について１０分毎の最高回転数が特定され、この中から作動許可範囲を規定する作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘが決定される。この際、ＥＣＵ１００は、各部分時間領域について最高回転数が検出された時刻を記憶する必要はなく、単に最高ターボ回転数の値のみを記憶していればよいため効率的である。また、過去３０分（即ち、時間領域）のデータのうち、１０分（即ち、部分時間領域）毎に破棄されるデータは、最も過去の部分時間領域に関するデータであり、他の比較的新しい２０分のデータについては、暫時作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの特定に利用される。従って、作動許可最高回転数の急減な変化が比較的抑制される。
【００６７】
尚、作動許可範囲を規定する作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘは、必ずしもターボ回転センサ２１０によって実際に検出された値に律束されなくてもよい。図４にはその様子が示される。ここに、図４は、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの他の模式図である。尚、同図において、図３と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６８】
図４において、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの軌跡たる作動許可範囲プロファイルＰｒ１が示される。作動許可範囲プロファイルＰｒ１は、図３における作動許可範囲プロファイルＰｒ０に対し、増量側に所定量オフセットを与えたものとなっている。例えば、ターボ回転センサ２１０のサンプリング間隔が数秒程度と比較的長い場合、実際にターボ回転センサ２１０によって検出可能なターボ回転数Ｎｔは、実測値よりも高いとみなしてよいことが多い。このような場合には所定量、例えば毎分１００００回転程度増量側にオフセットを与えてもよい。一方、ＭＡＴ２０９の安全性を高めるならば、実際に検出されたターボ回転数Ｎｔに減量側のオフセットを与えてもよい。例えば毎分５０００回転程度減量側にオフセットを与えてもよい。或いは、所定量のオフセットを与える代わりに、検出されたターボ回転数Ｎｔに対し、予め設定された又は適宜に設定される補正係数（例えば１．１或いは０．９等）を乗じることによってターボ回転数Ｎｔを補正してもよい。尚、このように作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの補正を行う場合、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第２補正手段」の一例として機能する。
【００６９】
＜第２実施形態＞
モータ作動許可範囲設定処理の態様は、第１実施形態のものに限定されない。ここで、図５を参照して、本発明の第２実施形態に係るモータ作動許可範囲設定処理によって設定される作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの時間推移について説明する。ここに、図５は、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの他の模式図である。なお、同図において、図３と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００７０】
図５において、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの時間推移は、作動許可範囲プロファイルＰｒ２として示される。第２実施形態に係る作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの決定態様は、基本的に第１実施形態と変わらないが、第２実施形態では、部分時間領域に分割されない単一の時間領域内で作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘが決定される。従って時間領域の終了時刻が訪れると、時間領域は一時的にクリアされ、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘが新たな時間領域の開始時刻におけるターボ回転数Ｎｔを初期値として適宜に更新される。
【００７１】
図５において、時刻Ｔ１２が時間領域の開始時刻であり、時刻Ｔ１３が終了時刻である。時刻Ｔ１３が訪れるのに伴い、時間領域Ｔ１２１３で適宜更新が重ねられた結果到達した作動許可最高回転数Ｎｔｇはリセットされ、時刻Ｔ１３におけるターボ回転数Ｎｔｈが初期値に設定される。このように、第２実施形態によれば、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの変化幅は比較的大きくなり得るが、第１実施形態の如く時間領域が部分時間領域に分割されないためＥＣＵ１００の処理負荷は軽減される。
【００７２】
＜第３実施形態＞
上述した実施形態において、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘは、一旦設定されると、より高い値に更新されるまでは、基本的に保存される。しかしながら、時間の経過と共にターボ回転センサ２１０の検出結果の信頼性は低下するから、モータ２０９ｃの安全な動作を図る点からは他の手法を考えることができる。ここで、図６を参照して、本発明の第３実施形態に係るモータ作動許可範囲設定処理によって設定される作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの時間推移について説明する。ここに、図６は、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの他の模式図である。なお、同図において、図５と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００７３】
図６において、作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘの時間推移は、作動許可範囲プロファイルＰｒ３として示される。即ち、時刻Ｔ１２Ａにおいて設定された作動許可最高回転数Ｎｔｇは、時刻Ｔ１２Ａからの時間経過に応じて減少補正され、時刻Ｔ１３においてＮｔｉ（Ｎｔｉ＜Ｎｔｇ）となる。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１補正手段」の一例として機能する。
【００７４】
このように時間経過に応じて作動許可最高回転数Ｎｔｍａｘを減少せしめた場合、時間経過に伴うターボ回転センサ２１０の検出結果の信頼性低下を補うことが可能であり、安全である。尚、係る減少補正の態様は、図示の如く直線的であっても曲線的であってもよく、或いは離散的であってもよい。
【００７５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンシステムの模式図である。
【図２】図１のエンジンシステムにおいて実行されるモータ作動許可範囲設定処理のフローチャートである。
【図３】モータ作動許可範囲設定処理において設定される作動許可最高回転数の模式図である。
【図４】作動許可最高回転数の他の模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る作動許可最高回転数の模式図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る作動許可最高回転数の模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０…エンジンシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０９…ＭＡＴ、２０９ａ…タービン、２０９ｂ…コンプレッサ、２０９ｃ…モータ、２１０…ターボ回転センサ。
【図１】
2007198307.tif 000003
【図２】
2007198307.tif 000004
【図３】
2007198307.tif 000005
【図４】
2007198307.tif 000006
【図５】
2007198307.tif 000007
【図６】
2007198307.tif 000008